金属有機構造体を用いたバイオマーカー検出システムの基盤構築

使用金属有机框架的生物标志物检测系统的基础设施建设

• 批准号: 21K18092
• 负责人: 月精 智子
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18092/
• 关键词: 金属有機構造体; バイオセンサ

金属有機構造体（MOF）は、金属イオンと有機リガンドが配位結合を介してネットワーク構造を形成する多孔質材料であり、ガス吸着特性などで近年注目されている。また、MOFは酵素の担持材料としても注目され、酵素を内包させることにより、酵素の安定性や耐久性が向上することが報告されている。さらに、均一な細孔を有するMOFは、分子ふるいとしても有用であることが報告されている。本研究では、生体内代謝において重要なバイオマーカーである尿酸をターゲットとし、酵素担持MOFの基本特性を調査し、センサ材料としてのMOFの優位性を見出し、尿酸値を電気化学的に計測する簡便なセンサを開発することを目的としている。本研究は、①尿酸計測に適した酵素担持MOFの作製検討・基本特性の評価、②①で作製した酵素担持MOFを用いた尿酸センサの作製・評価、の２つのフェーズに分けて研究を実施する計画となっている。2022年度は、①のうち、昨年度に基本特性を評価した代表的なMOFを用いた尿酸オキシターゼ（ウリカーゼ）担持MOFについて、吸着特性や蛍光標識した酵素を用いた構造評価など、より多面的な評価を実施した。また、蛍光標識した酵素担持MOFを共焦点レーザー顕微鏡にて観察することで、作製した酵素担持MOFの構造を推測することができた。酵素担持MOFの構造と吸着性能との関係性について、より詳細な分析が必要である。また、②については、スクリーン印刷電極を用いて過酸化水素に対する濃度依存性を確認し、電極の基本特性を評価した。この結果から、電極上にウリカーゼ担持MOFを固定化することで、尿酸が計測できる見通しが得られた。

Metal organic structure (MOF) は, metal イ オ ン と organic リ ガ ン ド が coordinate bond を interface し て ネ ッ ト ワ ー を ク structure form す る porous material で あ り, ガ ス sorption characteristics な ど で attention in recent years さ れ て い る. ま た, MOF は enzyme の bear hold material と し て も attention さ れ, enzyme を insourcing さ せ る こ と に よ の り, enzyme stability や durability が upward す る こ と が report さ れ て い る. さ ら に, uniform な pores を have す る MOF は, molecular ふ る い と し て も useful で あ る こ と が report さ れ て い る. This study で は, metabolic に お い て important な バ イ オ マ ー カ ー で あ る uric acid を タ ー ゲ ッ ト と し enzyme bear the MOF の basic characteristics を investigation し, セ ン サ material と し て の MOF の primacy を see し, uric acid numerical を electric 気 chemical に measuring す る simple な セ ン サ を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. は, this study (1) uric acid measuring に optimum し た enzyme bear with MOF の cropping 検 for basic characteristics の review 価, (2) (1) で cropping し た enzyme bear with MOF を with い た uric acid セ ン サ の cropping, review 価, 2 つ の の フ ェ ー ズ に points け て research を be applied す る project と な っ て い る. は, 2022 (1) の う ち, yesterday's annual に basic characteristics を 価 し た represent な MOF を with い た uric acid オ キ シ タ ー ゼ (ウ リ カ ー ゼ) bear the MOF に つ い て, sorption characteristics や 蛍 light logo し を た enzyme with い た structure evaluation 価 な ど, よ り polyhedral な review 価 を be applied し た. ま た 蛍 light logo し た enzyme bear with MOF を total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror に て 観 examine す る こ と で, cropping し た enzyme bear with MOF の tectonic を speculation す る こ と が で き た. The <s:1> structure and と adsorption performance of enzyme-supported MOF と are closely related to に て て て and よ <s:1> detailed な analysis が is necessary である. ま た, (2) に つ い て は, ス ク リ ー を ン printing electrode with い て acidification passes water element に す seaborne る concentration dependence を confirm し, electrode の basic characteristics を 価 し た. こ の results か ら, electrode に ウ リ カ ー ゼ bear the MOF を immobilized す る こ と で, uric acid が measuring で き る see tong し が have ら れ た.